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質(zhì)譜儀簡介
質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計,。分離和檢測不同同位素的儀器,。即根據(jù)帶電粒子在電磁場中能夠偏轉(zhuǎn)的原理,，按物質(zhì)原子,、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢測物質(zhì)組成的一類儀器,。
質(zhì)譜儀以離子源,、質(zhì)量分析器和離子檢測器為核心,。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置。電離后的分子因接受了過多的能量會進(jìn)一步碎裂成較小質(zhì)量的多種碎片離子和中性粒子。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進(jìn)入質(zhì)量分析器,。質(zhì)量分析器是將同時進(jìn)入其中的不同質(zhì)量的離子,，按質(zhì)荷比m/z大小分離的裝置。分離后的離子依次進(jìn)入離子檢測器,，采集放大離子信號,，經(jīng)計算機(jī)處理，繪制成質(zhì)譜圖,。離子源,、質(zhì)量分析器和離子檢測器都各有多種類型。質(zhì)譜儀按應(yīng)用范圍分為同位素質(zhì)譜儀,、無機(jī)質(zhì)譜儀和有機(jī)質(zhì)譜儀,；按分辨本領(lǐng)分為高分辨、中分辨和低分辨質(zhì)譜儀,；按工作原理分為靜態(tài)儀器和動態(tài)儀器,。
用法
分離和檢測不同同位素的儀器。儀器的主要裝置放在真空中,。將物質(zhì)氣化,、電離成離子束，經(jīng)電壓加速和聚焦,，然后通過磁場電場區(qū),，不同質(zhì)量的離子受到磁場電場的偏轉(zhuǎn)不同，聚焦在不同的位置,，從而獲得不同同位素的質(zhì)量譜,。質(zhì)譜方法zui早于1913年由J.J.湯姆孫確定，以后經(jīng) F.W.阿斯頓等人改進(jìn)完善?，F(xiàn)代質(zhì)譜儀經(jīng)過不斷改進(jìn),，仍然利用電磁學(xué)原理，使離子束按荷質(zhì)比分離,。質(zhì)譜儀的性能指標(biāo)是它的分辨率,，如果質(zhì)譜儀恰能分辨質(zhì)量m和m＋Δm，分辨率定義為m／Δm?，F(xiàn)代質(zhì)譜儀的分辨率達(dá) 105 ～106 量級,，可測量原子質(zhì)量到小數(shù)點后7位數(shù)字。
質(zhì)譜儀zui重要的應(yīng)用是分離同位素并測定它們的原子質(zhì)量及相對豐度,。測定原子質(zhì)量的精度超過化學(xué)測量方法,，大約2／3以上的原子的質(zhì)量是用質(zhì)譜方法測定的。由于質(zhì)量和能量的當(dāng)量關(guān)系,，由此可得到有關(guān)核結(jié)構(gòu)與核結(jié)合能的知識,。對于可通過礦石中提取的放射性衰變產(chǎn)物元素的分析測量,，可確定礦石的地質(zhì)年代。質(zhì)譜方法還可用于有機(jī)化學(xué)分析,，特別是微量雜質(zhì)分析,，測量分子的分子量,，為確定化合物的分子式和分子結(jié)構(gòu)提供可靠的依據(jù),。由于化合物有著像指紋一樣的*質(zhì)譜，質(zhì)譜儀在工業(yè)生產(chǎn)中也得到廣泛應(yīng)用,。
固體火花源質(zhì)譜：對高純材料進(jìn)行雜質(zhì)分析,。可應(yīng)用于半導(dǎo)體材料有色金屬,、建材部門;氣體同位素質(zhì)譜：對穩(wěn)定同位素C,、H、N,、O,、S及放射性同位素Rb、Sr,、U,、Pb、K,、Ar測定,，可應(yīng)用于地質(zhì)石油、醫(yī)學(xué),、環(huán)保,、農(nóng)業(yè)等部門。
有機(jī)質(zhì)譜儀
有機(jī)質(zhì)譜儀基本工作原理：以電子轟擊或其他的方式使被測物質(zhì)離子化,，形成各種質(zhì)荷比（m/e）的離子,，然后利用電磁學(xué)原理使離子按不同的質(zhì)荷比分離并測量各種離子的強(qiáng)度，從而確定被測物質(zhì)的分子量和結(jié)構(gòu),。
有機(jī)質(zhì)譜儀主要用于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定,，它能提供化合物的分子量、元素組成以及官能團(tuán)等結(jié)構(gòu)信息,。分為四極桿質(zhì)譜儀,、離子阱質(zhì)譜儀、飛行時間質(zhì)譜儀和磁質(zhì)譜儀等,。
有機(jī)質(zhì)譜儀的發(fā)展很重要的方面是與各種聯(lián)用儀（氣相色譜,、液相色譜、熱分析等）的使用,。它的基本工作原理是：利用一種具有分離技術(shù)的儀器,，作為質(zhì)譜儀的"進(jìn)樣器",，將有機(jī)混合物分離成純組分進(jìn)入質(zhì)譜儀，充分發(fā)揮質(zhì)譜儀的分析特長,，為每個組分提供分子量和分子結(jié)構(gòu)信息,。
可廣泛用于有機(jī)化學(xué)、生物學(xué),、地球化學(xué),、核工業(yè)、材料科學(xué),、環(huán)境科學(xué),、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生、食品化學(xué),、石油化工等領(lǐng)域以及空間技術(shù)和*工作等特種分析方面,。
無機(jī)質(zhì)譜儀
無機(jī)質(zhì)譜儀與有機(jī)質(zhì)譜儀工作原理不同的是物質(zhì)離子化的方式不一樣，無機(jī)質(zhì)譜儀是以電感耦合高頻放電 (ICP)或其他的方式使被測物質(zhì)離子化,。
無機(jī)質(zhì)譜儀主要用于無機(jī)元素微量分析和同位素分析等方面,。分為火花源質(zhì)譜儀、離子探針質(zhì)譜儀,、激光探針質(zhì)譜儀,、輝光放電質(zhì)譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,?；鸹ㄔ促|(zhì)譜儀不僅可以進(jìn)行固體樣品的整體分析，而且可以進(jìn)行表面和逐層分析甚至液體分析,；激光探針質(zhì)譜儀可進(jìn)行表面和縱深分析,；輝光放電質(zhì)譜儀分辨率高，可進(jìn)行高靈敏度,，高精度分析,，適用范圍包括元素周期表中絕大多數(shù)元素，分析速度快,，便于進(jìn)行固體分析,；電感耦合等離子體質(zhì)譜，譜線簡單易認(rèn),，靈敏度與測量精度很高,。
質(zhì)譜分析法的特點是測試速度快，結(jié)果,。廣泛用于地質(zhì)學(xué),、礦物學(xué)、地球化學(xué),、核工業(yè),、材料科學(xué),、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生,、食品化學(xué),、石油化工等領(lǐng)域以及空間技術(shù)和*工作等特種分析方面。
同位素質(zhì)譜儀
同位素質(zhì)譜分析法的特點是測試速度快,，結(jié)果,，樣品用量少（微克量級）。能測定元素的同位素比值,。廣泛用于核科學(xué),，地質(zhì)年代測定，同位素稀釋質(zhì)譜分析,，同位素示蹤分析。
離子探針
離子探針是用聚焦的一次離子束作為微探針轟擊樣品表面,，測射出原子及分子的二次離子,，在磁場中按質(zhì)荷比（m/e）分開，可獲得材料微區(qū)質(zhì)譜圖譜及離子圖像,，再通過分析計算求得元素的定性和定量信息,。測試前對不同種類的樣品須作不同制備，離子探針兼有電子探針,、火花型質(zhì)譜儀的特點,。可以探測電子探針顯微分析方法檢測極限以下的微量元素,，研究其局部分布和偏析,。可以作為同位素分析,?？梢苑治鰳O薄表面層和表面吸附物，表面分析時可以進(jìn)行縱向的濃度分析,。成像離子探針適用于許多不同類型的樣品分析,，包括金屬樣品、半導(dǎo)體器件,、非導(dǎo)體樣品,，如高聚物和玻璃產(chǎn)品等。廣泛應(yīng)用于金屬,、半導(dǎo)體,、催化劑、表面,、薄膜等領(lǐng)域中以及環(huán)?？茖W(xué),、空間科學(xué)和生物化學(xué)等研究部門